Photoelectron Spectra Samples - Weebly

Report 13 Downloads 226 Views
Photoelectron  Spectroscopy  (PES)  Sample  Questions       Questions  1-­‐3  refer  to  the  photoelectron  spectrum  of  neon  shown  b elow:    

Relative Number of Electrons

Photoelectron Spectrum of Neon www.APchemresources2014.weebly.com J. K. Howell

C

A

1000

B

800

600

400

200

0

Binding Energy (eV) 1.  Peaks  A,  B,  and  C  represent  the  binding  energies  of  electrons  in  which  subshells  of  neon?   a. 1s,  2s,  2p  

c. 1s,  1s,  1s  

b. 2p,  2s,  1s  

d. 2s,  2p,  2p  

    2.  Which  of  the  following  statements  best  accounts  for  peak  A  being  far  to  the  left  of  peaks  B  and  C:   a. the  electron  configuration  of  n eon  is  1s22s22p6   b. neon  has  8  electrons  located  in  its  valence  shell   c. core  electrons  of  an  atom  experience  a  much  higher  effective  nuclear  charge  than  valence  electrons   d. peaks  B  and  C  show  first  ionization  energies  of  electrons  in  n eon,  whereas  p eak  A  shows  the  second   ionization  energy  of  n eon       3.  Which  of  the  following  statements  best  accounts  for  peak  C  being  three  times  the  height  of  peak  B:   a. the  intensity  of  the  p hotoelectron  signal  at  a  given  energy  is  a  measure  of  the  n umber  of  electrons  in   that  energy  level   b. electrons  represented  b y  peak  B  have  approximately  triple  the  binding  energy  than  those  represented   by  p eak  C  

c. in  a  photoelectron  spectrum,  as  binding  energy  increases  the  relative  number  of  electrons  decreases   d. the  height  of  peaks  in  a  photoelectron  spectrum  does  not  have  any  relation  to  the  structure  of  the   atom

Jennifer  K.  Howell  &  Jennifer  Pitt-­‐Lainsbury  for  www.APchemresources2014.weebly.com,  2013                                                                    page  1  of  4

4.    Nitrogen  shows  3  peaks  in  its  photoelectron  spectrum.  These  3  peaks  correspond  to  the  binding  energies  of   nitrogen’s  1s,  2s  and  2p  electrons.  The  relative  heights  of  the  1s,  2s,  and  2p  peaks  in  the  PES  spectrum  of  nitrogen   will  be:   a. 1,  1,  1   c. 1,  1,  2   b. 2,  2,  3   d. 2,  2,  5  

     

5.  If  the  binding  energy  of  an  electron  is  between  0  -­‐  10  eV,  it  can  be  assumed  that  the  electron  originated  in:   a. an  s  orbital   c. a  core  orbital   b. a  p  orbital   d. a  valence  orbital

   

  6.  Shown  b elow  are  the  photoelectron  spectra  of  nitrogen  (atomic  number  7)  a nd  fluorine  (atomic  number  9).  

 

Relative Number of Electrons

Photoelectron Spectrum of Nitrogen www.APchemresources2014.weebly.com J. K. Howell

A

1000

800

600

400

B

200

C

0

Binding Energy (eV)  

 

Relative Number of Electrons

Photoelectron Spectrum of Fluorine www.APchemresources2014.weebly.com J. K. Howell

1000

C

A

800

B

600

400

200

Binding Energy (eV)

 

0

 

Given  the  data  in  the  two  spectra,  what  do  you  expect  the  binding  energy  of  the  1s  electrons  in  oxygen  (atomic   number  8)  to  be?   a. 0  -­‐  50  eV   c. 400  -­‐  700  eV   b. 50  -­‐  400  eV   d. 700  -­‐  1000  eV  

 

Jennifer  K.  Howell  &  Jennifer  Pitt-­‐Lainsbury  for  www.APchemresources2014.weebly.com,  2013                                                                    page  2  of  4

7.  The  photoelectron  spectrum  below  shows  the  b inding  energies  for  a ll  electrons  in  n eutral  element  Z:  

  Relative Number of Electrons

Photoelectron Spectrum of Element Z www.APchemresources2014.weebly.com J. K. Howell

C

A

1300

B

1200

1100

200

D

100

0

Binding Energy (eV) What  is  the  identity  of  element  Z?   a. boron   b. carbon  

c. neon   d. magnesium  

   

  Questions  8-­‐11  refer  to  the  complete  photoelectron  spectrum  of  sodium  shown  b elow:  

  Relative Number of Electrons

Photoelectron Spectrum of Sodium www.APchemresources2014.weebly.com J. K. Howell

C

A

1300

1200

B

1100

200

100

D

0

Binding Energy (eV) 8.  Identify  the  peak  (A-­‐D)  in  the  photoelectron  spectrum  of  s odium  that  represents  the  binding  energy  of   electrons  in  the  2s  orbital.       9.  Identify  the  peak  (A-­‐D)  in  the  photoelectron  spectrum  that  gives  the  binding  energy  of  sodium’s  valence   electrons.       10.  Which  peak  ( A-­‐D)  in  the  photoelectron  s pectrum  of  sodium  shows  electrons  closest  to  the  nucleus?       11.  Which  peak  ( A-­‐D)  in  the  photoelectron  s pectrum  of  sodium  represents  an  orbital  containing  6  electrons?

Jennifer  K.  Howell  &  Jennifer  Pitt-­‐Lainsbury  for  www.APchemresources2014.weebly.com,  2013                                                                    page  3  of  4

Questions  12  -­‐  15  refer  to  the  complete  photoelectron  spectrum  of  n eutral  element  Q  shown  b elow:  

Relative Number of Electrons

Photoelectron Spectrum of Element Q www.APchemresources2014.weebly.com J. K. Howell

C DE

B

A

1800

1700

1600

100

0

Binding Energy (eV)     12.  The  electrons  that  feel  the  strongest  effective  nuclear  charge  are  given  by  which  peak?   a. A   c. E   b. B   d. all  electrons  in  this  spectrum  experience  the   same  effective  nuclear  charge       13.  Which  peaks  in  the  photoelectron  s pectrum  represent  valence  electrons  of  element  Q? a. A  only   c. D  and  E   b. B  and  C   d. E  only       14.  Which  peaks  in  the  photoelectron  s pectrum  of  Q  are  given  by  the  binding  energy  of  p  orbital  electrons?   a. C  only   c. C  and  E   b. D  only   d. B,  C,  and  D       15.  What  is  the  identity  of  element  Q?   a. carbon   c. magnesium   b. oxygen   d. silicon  

      Answers:   1. a   2. c   3. a   4. b   5. d      

6. c   7. d   8. b   9. d   10. a  

11. c   12. a   13. c   14. c   15. d  

Jennifer  K.  Howell  &  Jennifer  Pitt-­‐Lainsbury  for  www.APchemresources2014.weebly.com,  2013                                                                    page  4  of  4